CN103320106A - 石油钻井液用封漏暂堵剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石油钻井液用封漏暂堵剂及其制备方法，其中暂堵剂由以下重量百分比的原料组成，麦秆裂解纤维20~35%，碳酸氢钙40~60%，重钙5~20%，羟甲基纤维1~25%，粘合剂1.5%~2%。本发明具有封漏快捷、使用高效、施工方便等特点，集屏蔽暂堵、保护油气层、防漏、堵漏、废物利用为一体的新型油气层暂堵剂材料。能对环境产生较好的改善作用，能迅速、有效封漏微裂缝、空隙性地层的渗透性漏失，可随钻加入泥浆中，不会被振动筛筛出，对地层起到防漏、堵漏的作用。

Description

石油钻井液用封漏暂堵剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及石油天然气勘探、开采技术，具体是一种利用麦秆裂解纤维改性技术生产石化钻井液用随钻封漏暂堵剂。

背景技术

石油钻探的目的一是为了寻找油气层和正确评价油漆藏资源，二是为了最大限度地开发油气田。在钻井过程中，钻井液作为钻井工程的血液，是钻井过程中使用最多的材料，其价格相当昂贵。据统计，每口探明的油气井，钻井耗费的资金中30%是用于钻井液。由于岩层和地质结构不同，钻井过程中井壁会产生不同程度的裂口和裂纹，造成钻井液泄漏或整个井壁的泄漏，使其配比的泥浆液严重泄漏。由于泥浆液中配比有不同的化工材料，泄漏不仅造成泥浆液的损失，还会对油气层的射孔造成污染和堵塞，对油气层造成损害。使本应被发现的油气层没有得到充分的发现，对已探明的油气层来讲，由于受到损害，导致产能降低，使计算出的油气储存量低于真实储量，直接影响油气田产能。钻井泥浆液的泄漏使钻井成本提高，造成不可低估的经济损失。

随着油气田勘探开发的深入，油气层保护越来越受到石油界人士的重视，而现场使用的油气层保护材料不能最大限度地满足汽油层保护的需要，因此有必要研究一种在钻井过程中使用方便、封漏迅速，能有效保护油井壁的暂堵剂。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述技术存在之不足，提供一种集井壁屏蔽暂堵、油气屏保护、防漏、堵于一体的快速油层封漏暂堵剂以及其制备方法。

本发明为了实现上述目的所采用的技术方案如下：一种石油钻井液用封漏暂堵剂，其特征在于：由以下重量百分比的原料组成，麦秆裂解纤维20~35%，碳酸氢钙40~60%，重钙5~20%，羟甲基纤维1~25%，粘合剂1.5%~2%。

本发明中更加优选的配比是，各原料按以下重量百分比混合，麦秆裂解纤维30~35%，碳酸氢钙45%~50%，重钙 5~10%，羟甲基纤维11~17%，粘合剂1.5~2%。

本发明中石油钻井液用封漏暂堵剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）、首先提取麦秆裂解纤维:（A）:将麦秆切割成3-5厘米;(B):利用重力分离器，选取合格的麦秆;(C):利用溶剂将麦秆润湿至水分含量10-15%，堆放24小时；（D）:通过膨化设备将润湿的麦秆进行膨化;（E）:水洗出可用的麦秆裂解纤维，具体操作是需要水洗出带爪的棉球状麦秆裂解纤维，且麦秆裂解纤维的形状也类似于蒲公英；这样会使得最终的暂堵剂为球状，这样多个暂堵剂相互成网状，封堵效果更显著。步骤（C）中的溶剂是由柔顺剂和盐混合而成的溶剂。

 2）、按权利要求1或2中所述的成分配比将原料混合后，运用多级滚动搅拌设备，搅拌63~68分钟，在60℃的设备里均匀滚动烘干至水分含量为1%—3%时，按不同大小级别标准，球磨过筛形成成品，然后包装并对包装进行防潮处理。

制备方法更加优选的是所述步骤2中不同大小级别标准分为40目和80目——100目两种标准。

本发明中的粘合剂能将麦秆裂解纤维附和在重钙和碳酸氢钙上，使得麦秆裂解纤维的密度大于水，从而沉于水下。

本发明中石油钻井液用封漏暂堵剂，其配比是根据所处环境和泥浆的配比系数来计算确定添加的比例。

本发明中的重钙是方解石粉，是重质碳酸钙的简称，是由天然碳酸盐矿物如方解石、大理石、石灰石磨碎而成。是常用的粉状无机填料，具有化学纯度高、惰性大、不易化学反应、热稳定性好、在400℃以下不会分解、白度高、吸油率低、折光率低、质软、干燥、不含结晶水、硬度低磨耗值小、无毒、无味、无臭、分散性好等优点。可根据需要提供不同粒度要求的普通重钙粉、超细重质碳酸钙、湿法研磨超细碳酸钙、超细表面改性重质碳酸钙。

本发明在钻井过程中，根据对钻井液封面值的观察，按液面下降1%加入泥浆液配比5‰的随钻封漏暂堵剂（可以根据泄漏情况进行适当的调整）并在钻井中随钻加入，这样暂堵剂将在井壁的孔喉和井壁形成一个薄而密的纤维饼，将其泄漏点堵死，使钻井液不再泄漏，降低钻井液的消耗，节约钻井成本。

在钻井完成的过程中，通过正常的洗井作业，附在井壁的纤维饼将会迅速分解，和洗井液一并排出，如果孔喉较深的区域，会在酸洗过程中碳化，不会给油气井造成损害，保证储层的透析性。

本发明广泛地应用于石油天然气勘探、开采用泥浆液中，作为随钻封漏暂堵剂使用，与其他同类比较，将有条件的代替目前运用的皮革、石棉、化纤等传统纤维生产的产品。具有封漏时间快、分子固化性好、不和其他化工原料发生化学反应、配比性强，堵漏形成的草饼在完井时通过洗井及酸化处理，容易随洗井液完全排除，降低洗井的难度，是其它填充纤维不可比拟的材料。

本发明也是农作物副产品麦秆利用的一个崭新途径，这项技术将为农业副产品麦秆科学利用找到一个较好的途径、降低烧麦秆带来的环境污染，具有较好的社会价值和经济价值。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案做详细描述。

实施例1：一种石油钻井液用封漏暂堵剂，由以下组份配比的原料组成，麦秆裂解纤维20%，碳酸氢钙60%，重钙15%，羟甲基纤维3.5%，粘合剂1.5%。其制备方法是：首先是麦秆裂解纤维准备：利用由柔顺剂和盐混合而成的溶剂将麦秆润湿并堆放24小时，在通过膨化设备将润湿的麦秆进行膨化，然后水洗出带爪的棉球状麦秆裂解纤维，且麦秆裂解纤维的形状也类似于蒲公英；这样会使得最终的暂堵剂为球状，这样多个暂堵剂相互成网状；然后按实施例的配方将原料混合，运用多级滚动搅拌设备，搅拌63—68分钟，在60℃的设备里均匀滚动烘干至水分含量为1%~3%时，按不同大小级别标准，球磨过筛形成成品，然后包装，并对包装进行防潮处理。

本实施例制成的暂堵剂的应用指标和理化指标如下表：其中标准指标是以Q/72084246-4.2-2010 为标准。表一

项目	标准指标	本实施例产品指标
			漏失泥浆量,ml	≤15	12
封漏时间,s	≤90	60
			细度（40目标准筛通过量）%	≥95	2.8

本实施例是在环境温度23℃，湿度（RH）:50%的情况下，漏失量小于12，通过目标筛为97.2%；封漏时间小于60秒。

实施例2：一种石油钻井液用封漏暂堵剂，由以下组份配比的原料组成，麦秆裂解纤维35%，碳酸氢钙40%，重钙12%，羟甲基纤维11%，粘合剂2%。其制备方法如实施例1。

本实施例制成的暂堵剂的应用指标和理化指标如下表：其中标准指标是以其中标准指标是以 Q/72084246-4.2-2010 为标准。表二

项目	标准指标	本实施例产品指标
			漏失泥浆量,ml	≤15	9
封漏时间,s	≤90	40
			细度（40目标准筛通过量）%	≥95	4

本实施例是在环境温度在23℃，湿度（RH）:50%的情况下，漏失量小于9，通过目标筛为96%；封漏时间小于40秒。

实施例3：一种石油钻井液用封漏暂堵剂，由以下重量百分比的原料组成，麦秆裂解纤维30%，碳酸氢钙57%，重钙10%，羟甲基纤维1%，粘合剂2%。其如实施例1。

本实施例制成的暂堵剂的应用指标和理化指标如下表：其中标准指标是以Q/72084246-4.2-2010 为标准。表三

项目	标准指标	本实施例产品指标
			漏失泥浆量,ml	≤15	11
封漏时间,s	≤90	30
			细度（40目标准筛通过量）%	≥95	4

本实施例是在环境温度在23℃，湿度（RH）:50%的情况下，漏失量小于11，通过目标筛为96%；封漏时间小于30秒。

实施例4：一种石油钻井液用封漏暂堵剂，由以下组份配比的原料组成，麦秆裂解纤维25%，碳酸氢钙45%，重钙20%，羟甲基纤维8%，粘合剂2%。如实施例1。  

本实施例制成的暂堵剂的应用指标和理化指标如下表：其中标准指标是以Q/72084246-4.2-2010 为标准。表四

项目	标准指标	本实施例产品指标
			漏失泥浆量,ml	≤15	12
封漏时间,s	≤90	45
			细度（40目标准筛通过量）%	≥95	4

本实施例是在环境温度在23℃，湿度（RH）:50%的情况下，漏失量小于12，通过目标筛为96%；封漏时间小于45秒。

实施例5：一种石油钻井液用封漏暂堵剂，由以下组份配比的原料组成，麦秆裂解纤维23%，碳酸氢钙45%，重钙5%，羟甲基纤维25%，粘合剂2%。其制备方法如实施例1。

本实施例制成的暂堵剂的应用指标和理化指标如下表：其中标准指标是以Q/72084246-4.2-2010 为标准。表五

项目	标准指标	本实施例产品指标
			漏失泥浆量,ml	≤15	12
封漏时间,s	≤90	50
			细度（40目标准筛通过量）%	≥95	4

本实施例是在环境温度在23℃，湿度（RH）:50%的情况下，漏失量小于12，通过目标筛为96%；封漏时间小于50秒。

实施例6：一种石油钻井液用封漏暂堵剂，由以下组份配比的原料组成，麦秆裂解纤维23%，碳酸氢钙46.4%，重钙12%，羟甲基纤维17%，粘合剂1.6%。其制备方法如实施例1。

本实施例制成的暂堵剂的应用指标和理化指标如下表：其中标准指标是以Q/72084246-4.2-2010 为标准。表六

项目	标准指标	本实施例产品指标
			漏失泥浆量,ml	≤15	12
封漏时间,s	≤90	48
			细度（40目标准筛通过量）%	≥95	4

本实施例是在环境温度在23℃，湿度（RH）:50%的情况下，漏失量小于12，通过目标筛为96%；封漏时间小于48秒。

实施例7：一种石油钻井液用封漏暂堵剂，由以下组份配比的原料组成，麦秆裂解纤维23%，碳酸氢钙50%，重钙18%，羟甲基纤维17%，粘合剂2%。其制备方法如实施例1。

本实施例制成的暂堵剂的应用指标和理化指标如下表：其中标准指标是以Q/72084246-4.2-2010 为标准。表7

项目	标准指标	本实施例产品指标
			漏失泥浆量,ml	≤15	12
封漏时间,s	≤90	50
			细度（40目标准筛通过量）%	≥95	4

本实施例是在环境温度在23℃，湿度（RH）:50%的情况下，漏失量小于12，通过目标筛为96%；封漏时间小于50秒。

将本产品按企业标准Q/728084264-4-2001进行质量监测和封漏效果及配伍评价实验，测定其在钙土浆重点漏失泥浆量（ml）和封漏时间(s)，测试结果如下表：

漏失泥浆量（ml）表，表八

封漏时间（s）表，表九

将本发明产品分别在多种泥浆体系中进行配伍性试验，配伍实验表如下：

表十

表十一

表十中的A浆成分包括有钙土浆、PHP、XY-27、铵盐、磺化沥青，B浆成分包括钙上浆、FA367、XY-27、SMP.1、NaHPAN；C浆成分包括钠土浆、CUD、CPF、FRH和硫酸钡。

表中：P:密度，T：漏斗粘度（s），API：滤失量，K：泥饼厚度，PV：塑性粘度，YP,动切力。

表十和表十一中的数据除漏失泥浆量、封漏时间外均为恒温140℃，养护16小时，50℃下测得。

从上述各实施例及试验表中可以看出本暂堵剂是封漏快捷、使用高效、施工方便等特点，集屏蔽暂堵、保护油气层、防漏、堵漏、废物利用为一体的新型油气层暂堵剂材料。能对环境产生较好的改善作用，能迅速、有效封漏微裂缝、空隙性地层的渗透性漏失，可随钻加入泥浆中，不会被振动筛筛出，对地层起到防漏、堵漏的作用。

其次，本暂堵剂采用麦秆裂解纤维为主要原材料，因此容易相互交织形成网布，并能在泄漏点的压差下形成多层叠加，与同类产品相比，具有更好的经济效益和实用性，且成本更低。

Claims (4)

1.一种石油钻井液用封漏暂堵剂，其特征在于：由以下重量百分比的原料组成，麦秆裂解纤维20~35%，碳酸氢钙40~60%，重钙5~20%，羟甲基纤维1~25%，粘合剂1.5%~2%。

2.根据权利要求1所述的石油钻井液用封漏暂堵剂，其特征在于：所述麦秆裂解纤维30~35%，碳酸氢钙45%~50%，重钙 5~10%，羟甲基纤维11~17%，粘合剂1.5~2%。

3.一种石油钻井液用封漏暂堵剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）、首先提取麦秆裂解纤维:（A）:将麦秆切割成3-5厘米;(B):利用重力分离器，选取麦秆;(C):利用溶剂将麦秆润湿至水分含量10-15%，堆放24小时；（D）:通过膨化设备将润湿的麦秆进行膨化;（E）:水洗出麦秆裂解纤维；

 2）、按权利要求1或2中所述的成分配比将原料混合后，运用多级滚动搅拌设备，搅拌63~68分钟，在60℃的设备里均匀滚动烘干至水分含量为1%—3%时，按不同大小级别标准，球磨过筛形成成品，然后包装并对包装进行防潮处理。

4.根据权利要求3所述的一种石油钻井液用封漏暂堵剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中不同大小级别标准分为40目和80目——100目两种标准。